TLS/SSL加解密详解(一)

TLS/SSL加解密详解(一)

本章节主要介绍TLS/SSL的历史

TLS/SSL的来源

SSL(Secure Socket Layer)安全套接层协议

最初由网景公司（Netscape）研发，后被IETF(The Internet Engineering Task Force - 互联网工程任务组)标准化后写入RFC(Request For Comments).
SSL是基于TCP和应用层协议之间的一个协议层，比如：HTTPS,是HTTP+SSL/TCP的简称。

TLS(Transport Layer Security 安全传输层协议)

在SSL更新到3.0时，IETF对SSL3.0进行了标准化，并添加了少数机制，但大体和SSL相同，标准化后的更名为TLS，也可以说TLS1.0就是SSL3.1.
关于SSL/TLS的更多介绍可以参考官网介绍：www.rfc-editor.org。官网搜索RFC2246即可。

SSL/TLS发布版本：

年份	版本	介绍
1994	SSL1.0	1994年，NetScape公司设计了SSL协议的1.0板本，但未发布
1995	SSL2.0	由NetScape提出，这个版本由于设计缺陷，并不安全，很快就发现了严重的漏洞，已经废弃
1996	SSL3.0	写入RFC，开始流行，目前已经不安全了，必须禁用
1999	TLS1.0	SSL3.1，作为RFC2246发布。互联网标准化组织ISOC接替NetScape公司，发布了SSL升级版本TLS1.0
2006	TLS1.1	作为RFC4346发布。主要修复了CBC模式相关的漏洞，比如：BEAST攻击
2008	TLS1.2	作为RFC5246发布。增进了安全性，是目前主要流行版本之一
2018	TLS1.3	作为RFC8446发布。相对于之前的版本，安全性和性能有了极大的提高，同时也具备了更多的扩展和握手模式。相对于1.2版本，握手流程做了简化，从之前的4此握手变成了3此

SSL和TLS的区别

TLS是基于SSL发展而来，只是在SSL的基础上扩展了很多安全机制，具体区别如下：

区别	细节
版本号	TLS记录格式与SSL记录格式相同，但版本号的值不同，TLS的版本1.0使用的版本号为SSLv3.1
报文鉴别码	SSLv3.0和TLS的MAC算法及MAC计算的范围不同。TLS使用了RFC-2104定义的HMAC算法。SSLv3.0使用了相似的算法，两者差别在于SSLv3.0中，填充字节与密钥之间采用的是连接运算，而HMAC算法采用的是异或运算。但是两者的安全程度是相同的
伪随机函数	TLS使用了称为PRF的伪随机函数来将密钥扩展成数据块，是更安全的方式
报警代码	TLS支持几乎所有的SSLv3.0报警代码，而且TLS还补充定义了很多报警代码，如解密失败（decryption_failed）、记录溢出（record_overflow）、未知CA（unknown_ca）、拒绝访问（access_denied）等
密文族和客户证书	SSLv3.0和TLS存在少量差别，即TLS不支持Fortezza密钥交换、加密算法和客户证书
certificate_verify和finished消息	SSLv3.0和TLS在用certificate_verify和finished消息计算MD5和SHA-1散列码时，计算的输入有少许差别，但安全性相当。
加密计算	TLS与SSLv3.0在计算主密值（master secret）时采用的方式不同
填充	用户数据加密之前需要增加的填充字节。在SSL中，填充后的数据长度要达到密文块长度的最小整数倍。而在TLS中，填充后的数据长度可以是密文块长度的任意整数倍（但填充的最大长度为255字节），这种方式可以防止基于对报文长度进行分析的攻击

TSL增强内容

1. 更安全的MAC算法
2. 更严密的警报
3. “灰色区域”规范的更明确的定义

TSL安全性的改进

1. 对于消息认证使用密钥散列法：TLS 使用“消息认证代码的密钥散列法”（HMAC），当记录在开放的网络（如因特网）上传送时，该代码确保记录不会被变更。SSLv3.0还提供键控消息认证，但HMAC比SSLv3.0使用的（消息认证代码）MAC 功能更安全
2. 增强的伪随机功能（PRF）：PRF生成密钥数据。在TLS中，HMAC定义PRF。PRF使用两种散列算法保证其安全性。如果任一算法暴露了，只要第二种算法未暴露，则数据仍然是安全的。
3. 改进的已完成消息验证：TLS和SSLv3.0都对两个端点提供已完成的消息，该消息认证交换的消息没有被变更。然而，TLS将此已完成消息基于PRF和HMAC值之上，这也比SSLv3.0更安全。
4. 一致证书处理：与SSLv3.0不同，TLS试图指定必须在TLS之间实现交换的证书类型
5. 特定警报消息：TLS提供更多的特定和附加警报，以指示任一会话端点检测到的问题。TLS还对何时应该发送某些警报进行记录

4. 名词解释

RFC
RFC(Request For Comments) 是由互联网工程任务组(IETF)发布的文件集。文件集中每个文件都有自己唯一编号，例如：rfc1831。目前RFC文件由互联网协会(Internet Society，ISOC)赞助发行。 基本的互联网通信协议都有在RFC文件内详细说明。RFC文件还额外加入许多的论题在标准内，例如对于互联网新开发的协议及发展中所有的记录。因此几乎所有的互联网标准都有收录在RFC文件之中。
RFC官网：https://www.rfc-editor.org/rfc/

SSL
Secure Socket Layer安全套接层协议
TLS
Transport Layer Security 安全传输层协议